JP2022504473A - Peripheral sensor with movable deflection device for automobiles - Google Patents
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Abstract
本発明は、車両、特に自動車用のセンサーシステム200、300であって、センサーハウジングと、アクティブ又はパッシブセンサー102であって、センサーハウジング内に配置され、放射線検出及びセンサー102に割り当てられた測定装置に基づくセンサー技術を有し、センサーハウジングは、センサー102の検出方向に位置する側面にセンサー102用の信号透過性のカバー106を有し、信号透過性カバー106の領域内のセンサー102の検出範囲は、信号透過性カバー106よりも低い範囲を有する、センサーとを備え、センサーシステム200、300は、センサー102の放射線を偏向するために、制御装置に結合された移動可能な偏向装置201がセンサー102に割り当てられ、測定装置は、センサー102の検出範囲内で、信号透過性カバー106が信号透過性の低下した領域202、302を有するかどうか、そしてどの区間に有するかを確認するのに好適であるように設計され、測定装置は、偏向装置201の制御装置と対話して、制御装置が偏向装置201の位置を、信号透過性の低下した領域202、302がセンサー102の検出範囲外にあるように変更することができるようにすることを特徴とする、センサーシステムに関する。本発明は更に、そのようなセンサーシステム200、300を動作させる方法、及びそのようなセンサーシステム200、300を備える自動車に関する。【選択図】図2bThe present invention is a sensor system 200, 300 for a vehicle, particularly an automobile, a sensor housing and an active or passive sensor 102, a measuring device located within the sensor housing and assigned to a radiation detection and sensor 102. The sensor housing has a signal transmissive cover 106 for the sensor 102 on the side surface located in the detection direction of the sensor 102, and the detection range of the sensor 102 within the region of the signal transmissive cover 106. Equipped with a sensor having a lower range than the signal transmission cover 106, the sensor systems 200, 300 include a movable deflector 201 coupled to a control device to deflect the radiation of the sensor 102. Assigned to 102, the measuring device is suitable for checking whether the signal transmission cover 106 has regions 202, 302 with reduced signal transmission, and in which section, within the detection range of the sensor 102. The measuring device interacts with the control device of the deflection device 201 so that the control device positions the deflection device 201 and the regions 202 and 302 with reduced signal transmission are outside the detection range of the sensor 102. With respect to sensor systems, characterized by being able to be modified to be. The present invention further relates to a method of operating such sensor systems 200, 300 and an automobile comprising such sensor systems 200, 300. [Selection diagram] FIG. 2b
Description
本発明は、車両、特に自動車用のセンサーシステムであって、センサーハウジングと、アクティブ又はパッシブセンサーであって、センサーハウジングに収容され、放射線検出及びセンサーに関連付けられた測定デバイスに基づくセンサー技術を有し、センサーハウジングは、センサーの検出方向に位置する側面にセンサー用の信号透過性カバーを有し、信号透過性カバーの領域内のセンサーの検出領域は、信号透過性カバーよりも小さい範囲を有する、センサーと、を備える、センサーシステムに関する。本発明は更に、そのようなセンサーシステムを動作させる方法、及びそのようなセンサーシステムを備える自動車に関する。 The present invention comprises sensor technology based on sensor systems for vehicles, especially automobiles, sensor housings and measurement devices that are active or passive sensors, housed in the sensor housings and associated with radiation detection and sensors. However, the sensor housing has a signal transmission cover for the sensor on the side surface located in the detection direction of the sensor, and the detection area of the sensor within the area of the signal transmission cover has a smaller range than the signal transmission cover. , With sensors, and the sensor system. The present invention further relates to a method of operating such a sensor system and an automobile comprising such a sensor system.
運転支援システムは、運転の快適性及び安全性を高めるように設計された自動車の設備である。先進運転支援システムは、高度に自動化された自律運転さえも可能にする。そのような半自律車及び完全な自律車では、環境センサーの機能に特に高い需要がある。環境センサーは、例えば、デジタルカメラ、レーダー及びLiDAR技術に基づく。カメラは、環境の高解像度の画像を撮影するフォトセルを有する小型光学系である。レーダー(無線探知及び測距:RADAR:Radio Detection and Ranging)センサー、及びLADAR(レーザー検知測距:Laser Detection and Ranging)としても知られるLiDAR(光検知測距:Light Detection And Ranging)センサーは、カメラ及び場合によっては他のセンサーの種類と共に、データ融合及び高い信号冗長性に基づくデジタルセンサーネットワークを形成する。リアルタイムでの正確な物体認識、物体分類、及びデジタル環境マップの生成により、センサーシステムは、異なる運転、道路、及び天候条件において安全な自律運転を可能にする。 A driver assistance system is an automobile facility designed to enhance driving comfort and safety. Advanced driver assistance systems even enable highly automated autonomous driving. In such semi-autonomous and fully autonomous vehicles, there is a particularly high demand for the function of environmental sensors. Environmental sensors are based on, for example, digital cameras, radar and LiDAR technology. A camera is a small optical system having a photocell that captures a high resolution image of the environment. The LiDAR (Light Detection And Ranging) sensor, also known as the radar (Radar: Radio Detection and Ranging) sensor and the LADAR (Laser Detection and Ranging) sensor, is a camera. And optionally with other sensor types, form digital sensor networks based on data fusion and high signal redundancy. With accurate object recognition in real time, object classification, and generation of digital environment maps, the sensor system enables safe autonomous driving in different driving, road, and weather conditions.
半自律運転及び完全な自律運転には、機能するフェイルセーフなセンサーが基本前提条件である。重要な技術的課題は、天候及び使用の影響により汚れるか又は損傷を受けるセンサー保護カバーの後ろにあるセンサーの機能を維持することである。 A working fail-safe sensor is a basic prerequisite for semi-autonomous and fully autonomous driving. An important technical challenge is to maintain the function of the sensor behind the sensor protective cover that becomes dirty or damaged due to the effects of weather and use.
付着物は、例えば、頑固なほこり、虫、鳥の糞、ぬかるみ、乾燥して付着した泥水、及び道路から舞い上がるあらゆる種類の粒子又は液体により生じる。付着物はまた、センサー保護カバーの内側にこびりついたほこり、及びあらゆる種類の粒子又は液体によって生じる可能性がある。センサー保護カバーへの損傷は、ガラス自体の本体の平面カバー、又はその構成要素、例えばラッカー層、接着剤層、又は装飾要素のうちの少なくとも1つの摩耗、ひっかき傷、腐食、ひび、欠け、変形、膨張、濁り、及び変色等を含む。付着物及び損傷は、センサーによって検出される電磁波、及び放出波(赤外線、無線、又はマイクロ波の種類による)を、吸収、反射、又は発散により減衰又は偏向させる。これは、異なる感覚挙動の障害、特に部分的なものから完全なものまでの信号不良、センサー領域の欠落、位置解像度の低下、物体検出及び速度ベクトル化の誤差につながる可能性がある。 Deposits result from, for example, stubborn dust, insects, bird droppings, mud, dry adhering muddy water, and particles or liquids of any kind soaring from the road. Deposits can also be caused by dust clinging to the inside of the sensor protective cover and particles or liquids of any kind. Damage to the sensor protective cover is wear, scratches, corrosion, cracks, chips, deformations of at least one of the flat cover of the body of the glass itself, or its components such as lacquer layer, adhesive layer, or decorative element. Includes swelling, turbidity, discoloration, etc. Deposits and damage attenuate or deflect electromagnetic waves detected by the sensor and emitted waves (depending on the type of infrared, radio, or microwave) by absorption, reflection, or divergence. This can lead to impaired different sensory behaviors, especially partial to complete signal defects, missing sensor areas, poor position resolution, object detection and velocity vectorization errors.
従来技術では、汚れたセンサーカバーをきれいにする対策が取られている。したがって、特許文献1は、洗浄液をセンサー保護カバーのうちの少なくとも1つに高圧で噴霧する少なくとも1つのスプレーノズルを有し、洗浄液用のヒーターと共に、低温でも高い洗浄性能を達成する洗浄装置を記載している。 In the prior art, measures have been taken to clean the dirty sensor cover. Therefore, Patent Document 1 describes a cleaning device having at least one spray nozzle that sprays a cleaning liquid onto at least one of the sensor protective covers at a high pressure, and together with a heater for the cleaning liquid, achieves high cleaning performance even at a low temperature. is doing.
特許文献2では、センサー正面のガラスをきれいにすることができる付加的なワイパーが記載されている。 Patent Document 2 describes an additional wiper that can clean the glass in front of the sensor.
特許文献3では、特にレーダーカバーを加熱するために使用される加熱可能な表面素子が記載されている。カバーを加熱することにより、泥並びに氷及び雪の覆いを融かすことができ、水分を減少させることができるため、レーダー波の透過率が改善される。 Patent Document 3 describes a heatable surface element used specifically for heating a radar cover. By heating the cover, the mud as well as the ice and snow covers can be melted and the moisture content can be reduced, thus improving the transmission of radar waves.
従来技術では、信号損失に対処するソフトウェアベースの解決策を、いわゆるブラインドセンサー、又は不明瞭なセンサー信号に見ることができる。特許文献4は、センサー信号が失われる場合、特定不可能なセンサー信号の場合、又は不確かなセンサー信号の場合であっても、車両の自律動作を維持することを可能にする複数のセンサーからの信号の相関(センサー融合)を記載している。 In the prior art, software-based solutions for dealing with signal loss can be seen in so-called blind sensors, or obscure sensor signals. Pat. The signal correlation (sensor fusion) is described.
特許文献5は、汚れ及び目隠し(blindness)に対してセンサー状態を検出する同様の手順及び装置を記載している。これらは、電子センサー知能の一部であるため、コスト効率の良い解決策である。 Patent Document 5 describes similar procedures and devices for detecting sensor status against dirt and blindness. These are cost-effective solutions because they are part of the electronic sensor intelligence.
従来技術には、センサー保護カバーの通常の摩耗の結果として生じる障害、又は外部の機械的な若しくは天候に関連する作用によりセンサー保護カバーに生じる他の損傷の内界センサーによる補正に対する対処に関する教示がない。引用したセンサー知能及びセンサー融合の例は、信号不良の原因ではなく、センサーネットワークにおける信号損失の影響を除去することしかできないため、自律運転に関連する増大した安全性リスクが残る。 The prior art teaches how to deal with failures resulting from normal wear of the sensor protective cover, or other damage caused to the sensor protective cover by external mechanical or weather related actions by the internal sensor. do not have. The example of sensor intelligence and sensor fusion cited does not cause signal failure, but can only eliminate the effects of signal loss in the sensor network, leaving an increased safety risk associated with autonomous driving.
したがって、本発明の目的は、センサーの機能に影響する汚れ又はセンサー保護カバーに対する局所的に限定された損傷の場合に、このためにセンサーを交換又は修理せずとも、センサーの機能を自動的に復帰させることができる自動車用のセンサーシステムを提供することにある。 Accordingly, it is an object of the present invention to automatically function the sensor in the event of dirt affecting the function of the sensor or locally limited damage to the sensor protective cover without having to replace or repair the sensor for this purpose. The purpose is to provide a sensor system for automobiles that can be restored.
この目的は、送信され、センサーによって受信される信号用の移動可能な偏向デバイスを有し、欠陥が入力及び/又は出力される信号を妨害する場合に、この偏向デバイスは、対応する信号が欠陥を通過するように導かれるように特に向きを変えられることができる本発明により達成される。偏向デバイスの移動は、例えば、照準を絞った横方向の変位及び/又は回転によって行うことができる。 The purpose is to have a mobile deflection device for the signal transmitted and received by the sensor, and if the defect interferes with the input and / or output signal, this deflection device will have the corresponding signal defective. Achieved by the present invention, which can be specifically oriented to be guided through. The movement of the deflection device can be done, for example, by a targeted lateral displacement and / or rotation.
したがって、本発明は、車両、特に自動車用のセンサーシステムであって、センサーハウジングと、アクティブ又はパッシブセンサーであって、センサーハウジング内に収容され、放射線検出及びセンサーに関連付けられた測定デバイスに基づくセンサーシステムを有し、センサーハウジングは、センサーの検出方向に位置する側面にセンサー用の信号透過性カバーを有し、信号透過性カバーの領域内のセンサーの検出領域は、信号透過性カバーよりも小さい範囲を有する、センサーとを備え、センサーシステムは、センサーの放射線を偏向するために、制御デバイスに結合された移動可能な偏向デバイスがセンサーに割り当てられ、測定デバイスは、センサーの検出領域内で、信号透過性カバーが信号透過性の低下した領域を有するどうか、そしてどの区間に有するかを確認するのに好適であるように設計され、測定デバイスは、偏向デバイスの制御デバイスと協働して、制御デバイスが偏向デバイスの位置を、信号透過性の低下した領域がセンサーの検出領域外となるように変更することができるようにすることを特徴とする、センサーシステムに関する。 Accordingly, the present invention is a sensor system for a vehicle, particularly an automobile, a sensor housing and a sensor based on a measurement device that is an active or passive sensor and is housed within the sensor housing and associated with radiation detection and sensor. Having the system, the sensor housing has a signal transmission cover for the sensor on the side located in the detection direction of the sensor, and the detection area of the sensor within the area of the signal transmission cover is smaller than the signal transmission cover. With a range, the sensor system is assigned a mobile deflection device coupled to the control device to deflect the radiation of the sensor, and the measurement device is within the detection area of the sensor. Designed to be suitable for determining whether the signal transmission cover has a region of reduced signal transmission and in which section, the measuring device works with the control device of the deflection device to determine. It relates to a sensor system comprising allowing a control device to change the position of the deflection device such that the area of reduced signal transmission is outside the detection area of the sensor.
本発明の基本概念は、とりわけ、偏向デバイスにより、例えば、センサー技術のための横方向にずれたビームの代替経路が設定され、この代替経路により、センサービームが、信号透過性の低下した領域のそばを通過することができることにある。 The basic concept of the present invention is, among other things, that the deflection device sets up an alternative path for the laterally offset beam, eg, for sensor technology, which allows the sensor beam to be in areas of reduced signal transmission. Being able to pass by.
本発明によるセンサーシステムの好ましい実施の形態によれば、センサーは、レーダーセンサー、光センサー、特にレーザー又は発光ダイオードと、例えば反転カメラ、前方カメラ又は環境カメラに用いられる画像取得センサーとに基づくLiDARセンサーから選択される。 According to a preferred embodiment of the sensor system according to the invention, the sensor is a LiDAR sensor based on a radar sensor, an optical sensor, in particular a laser or light emitting diode and an image acquisition sensor used, for example, in an inversion camera, forward camera or environmental camera. Is selected from.
センサーは、送信デバイスと、別個の受信デバイスとを有することができる。 The sensor can have a transmitting device and a separate receiving device.
偏向デバイスは、好ましくは全空間方向に移動可能であり、全ての軸を中心に回転可能及び/又は傾斜可能であるように設計される。これにより、信号透過性の低下した領域を迂回し、センサーの機能を維持するようにシステムを非常に柔軟に調整することができる。偏向デバイスは、例えば好適なブラケット又はキャリッジに取り付けられてもよい。 The deflection device is preferably designed to be movable in all spatial directions and to be rotatable and / or tiltable about all axes. This gives the system a great deal of flexibility to bypass areas of reduced signal transmission and maintain sensor functionality. The deflection device may be attached, for example, to a suitable bracket or carriage.
偏向デバイスの移動は、例えば、偏向デバイスに割り当てられた電気モーター、圧電素子、又は油圧素子のうちの少なくとも1つにより行うことができる。 The movement of the deflection device can be performed, for example, by at least one of an electric motor, a piezoelectric element, or a hydraulic element assigned to the deflection device.
偏向デバイスは更に、センサーハウジングの、特に信号透過性カバーとセンサーとの間に固定されてもよい。この固定は、偏向デバイスを静止させておくものではなく、上記の調整可能性の実現性を可能にするように設計される。特に、ベルト伝動、特にVベルト伝動、スライディングキャリッジ、回転板等の回転デバイスによる、又はジンバルサスペンションでの偏向デバイスの移動は、好適な駆動装置により行うことができる。 The deflection device may also be fixed in the sensor housing, in particular between the signal transmissive cover and the sensor. This fixation does not keep the deflection device stationary, but is designed to enable the feasibility of the above adjustability. In particular, belt transmission, in particular V-belt transmission, sliding carriages, rotating devices such as rotating plates, or movement of deflection devices in gimbal suspensions can be performed by suitable drives.
偏向デバイスは、少なくとも1つのミラー、プリズム、補正板、ウェッジウィンドウ、段付レンズ、ブレーズ格子、回折光学素子、ホログラフィック光学素子、又はその組み合わせを含むことができる。 The deflection device can include at least one mirror, prism, correction plate, wedge window, stepped lens, blaze lattice, diffractive optics, holographic optics, or a combination thereof.
偏向デバイスは、単体であっても、少なくとも2つの結合された偏向素子から構成されていてもよく、少なくとも2つの結合された偏向素子は、制御デバイスにより一緒に又は個別に移動可能であるように設計されることができるか、又は偏向素子のうちの少なくとも1つが、センサーシステム内に静止して配置され、静止した偏向素子は、好ましくは信号透過性カバーの内側に固定される。 The deflection device may be single or consist of at least two coupled deflection elements so that the at least two coupled deflection elements can be moved together or individually by the control device. It can be designed, or at least one of the deflection elements is stationary and placed within the sensor system, the stationary deflection element is preferably secured inside the signal transmissive cover.
本発明によるセンサーシステムの好ましい実施の形態によれば、偏向デバイスは、センサーの検出領域外の受動位置からセンサー102の検出領域内の能動位置へ移動可能であるように設計される。その結果、偏向デバイスは、正常状態においてセンサーの動作を妨げず、或る区間において信号透過性カバーが信号透過性の低下した領域を有する場合に、センサーのビーム経路内に移動することにより、センサー信号に信号透過性の低下した領域を通過させることができる。
According to a preferred embodiment of the sensor system according to the invention, the deflection device is designed to be movable from a passive position outside the detection area of the sensor to an active position within the detection area of the
偏向デバイスは、放射波の検出のための事前に選択されたビームオフセット経路、又はセンサー102の自己較正によって求められたビームオフセット経路を設定できるように制御可能に設計することができる。
The deflection device can be controllably designed to be able to set a preselected beam offset path for detection of radiated waves or a beam offset path determined by self-calibration of the
信号透過性カバーが信号透過性の低下した領域を有するかどうか、そしてどの区間に有するかの確認は、原則的には、当業者がこの目的で知る任意の方法で、好ましくは測定デバイスに割り当てられた計算ユニットにより行うことができる。この目的で、計算ユニットは、データ処理プログラムを有して設計することができ、このデータ処理プログラムにより、信号透過性カバーが信号透過性の低下した領域を有するかどうか、そしてどの区間に有するかの確認を、同一のセンサー又は異なるセンサーを用いた差分画像認識により行うことができ、異なるセンサーを使用する場合に特にセンサー融合が用いられる。センサー融合の好適な方法は、例えば、特許文献4に開示されている。 Confirmation of whether the signal transmission cover has a region of reduced signal transmission and in which section is, in principle, any method known to those of skill in the art for this purpose, preferably assigned to the measuring device. It can be done by the calculated unit. For this purpose, the calculation unit can be designed with a data processing program, which allows the signal transmission cover to have a region of reduced signal transmission and in what section. Can be confirmed by differential image recognition using the same sensor or different sensors, and sensor fusion is particularly used when different sensors are used. A preferred method of sensor fusion is disclosed, for example, in Patent Document 4.
好ましくは、制御デバイスは、偏向デバイスの位置を変化させた後、この新たな位置を車両の車載ネットワークへ送り、そこで、新たなビーム経路が元のビーム経路と比較して補正変数として含まれるように、センサーによって供給されたデータの変換を行うことができるように設計される。この変換は、位置が補正された信号が既にセンサーシステムから車両の車載ネットワークに送信されていることができるように、センサーシステムの計算ユニットにおいて行うこともできる。 Preferably, the control device changes the position of the deflection device and then sends this new position to the vehicle's in-vehicle network, where the new beam path is included as a correction variable compared to the original beam path. It is designed to be able to convert the data supplied by the sensor. This conversion can also be performed in the computational unit of the sensor system so that the position corrected signal can already be transmitted from the sensor system to the vehicle's vehicle-mounted network.
測定デバイス及び制御デバイスは、センサーハウジングの内側又は外側に互いに独立して位置付けすることができる。いくつかの場合には、測定デバイス及び制御デバイスをセンサーハウジング内に配置することが好ましい場合がある。これは、ユニット全体を1つの部品にし、エネルギー供給及び車両のデータネットワークへの接続とは別に、漏洩問題につながる可能性のある付加的な電線をセンサーハウジングに通す必要がないためである。 The measuring device and the control device can be positioned independently of each other inside or outside the sensor housing. In some cases it may be preferable to place the measuring and control devices within the sensor housing. This is because the entire unit is a single component and there is no need to run additional wires through the sensor housing that can lead to leakage problems, apart from the energy supply and connection to the vehicle's data network.
本発明によるセンサーシステムの好ましい実施の形態によれば、測定デバイスは、偏向デバイスの位置を、信号透過性の低い領域がセンサーの検出領域外となるように変更することができない場合にエラー信号を出力できるように設計される。このエラー信号は、車両の車載電子機器に転送してもよく、そこで、車両使用者が欠陥のあるセンサーに頼ってしまい、車両等に損傷が生じないように、センサーを交換する必要性及び/又は不適切な機能を示すエラーコードをトリガーしてもよい。 According to a preferred embodiment of the sensor system according to the invention, the measuring device will signal an error signal if the position of the deflection device cannot be changed so that the area of low signal transmission is outside the detection area of the sensor. Designed for output. This error signal may be transferred to the vehicle's in-vehicle electronics, where the need to replace the sensor and / or prevent the vehicle user from relying on the defective sensor and causing damage to the vehicle or the like. Alternatively, it may trigger an error code indicating an inappropriate function.
センサーシステムは、更に好ましくは、信号透過性カバーが信号透過性の低下した領域を有するかどうか、そしてどの区域に有するかの確認は、センサーシステムに電源を投入したとき、及び/又は自由に選択可能な時間間隔で行うことができるように設計される。これは、センサーが規則的な間隔で確認され、その機能が保証されることを保証する。 The sensor system is even more preferably a confirmation of whether the signal transmission cover has areas of reduced signal transmission and in which areas the sensor system is powered on and / or at its discretion. Designed to be able to be done at possible time intervals. This ensures that the sensor is checked at regular intervals and its function is guaranteed.
本発明によるセンサーシステムは、好ましくはハウジングカバーの横方向の内壁まで延びる信号透過性の内側保護カバーが、センサーと信号透過性カバーとの間に設けられるように更に設計されてもよい。こうすることで、内界センサーは、例えば信号透過性カバーにひび又は穴があっても有害な影響から保護され続けることができる。 The sensor system according to the invention may be further designed such that a signal transmissive inner protective cover, preferably extending to the lateral inner wall of the housing cover, is provided between the sensor and the signal transmissive cover. In this way, the internal sensor can continue to be protected from harmful effects even if there are cracks or holes in the signal transmission cover, for example.
信号透過性カバー及び/又は信号透過性の内側保護カバーは、透明プラスチック又はガラスから構成することができ、透明プラスチックは特にポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタラート、三酢酸セルロース、非晶質ポリアミド、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコールから、又はこれらの混合物若しくはコポリマーから選択される。光学的及び機械的な性質によりここで特に好ましいのは、ポリカーボネート及びポリメタクリル酸メチル、特に、極めて丈夫な挙動のためにポリカーボネートである。 The signal transmission cover and / or the signal transmission inner protective cover can be composed of transparent plastic or glass, and the transparent plastic is particularly polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, cellulose triacetate, amorphous polyamide. , Cycloolefin polymer, cycloolefin copolymer, polyethylene, polypropylene, polyvinyl alcohol, or a mixture or copolymer thereof. Particularly preferred here due to their optical and mechanical properties are polycarbonate and polymethyl methacrylate, especially polycarbonate for its extremely robust behavior.
本発明の別の目的は、自動車用のセンサーシステムを動作させる方法であって、当該センサーシステムは、センサーハウジングと、アクティブ又はパッシブセンサーであって、センサーハウジングに収容され、放射線検出に基づくセンサー及び当該センサーに関連付けられた測定デバイスを有し、センサーハウジングは、センサーの検出方向の側面にセンサー用の信号透過性カバーを有し、センサーの検出領域は、信号透過性カバーの領域内で信号透過性カバーよりも小さい範囲を有する、センサーとを備え、方法は、センサーの放射線を偏向するために、制御デバイスに結合された移動可能な偏向デバイスがセンサーに割り当てられ、測定デバイスにより、信号透過性カバーが信号透過性の低下した領域を有するかどうか、そしてセンサーの検出領域のどの区画に有するかの確認が行われ、信号透過性の低下した領域が検出された場合、偏向デバイスの位置は、制御デバイスにより、信号透過性の低下した領域がセンサーの検出領域外となるように変えられることを特徴とする、方法に関する。 Another object of the present invention is a method of operating a sensor system for an automobile, which is a sensor housing and an active or passive sensor, which is housed in the sensor housing and is based on radiation detection. It has a measuring device associated with the sensor, the sensor housing has a signal transmission cover for the sensor on the side of the sensor in the detection direction, and the detection area of the sensor is signal transmission within the area of the signal transmission cover. Featuring a sensor with a smaller range than the sex cover, the method assigns a mobile deflection device coupled to the control device to the sensor to deflect the radiation of the sensor, and the measurement device provides signal transmission. A check is made to see if the cover has an area of reduced signal transmission and in which section of the sensor's detection area, and if an area of reduced signal transmission is detected, the position of the deflection device will be determined. The present invention relates to a method, characterized in that a control device changes an area of reduced signal transparency so that it is outside the detection area of a sensor.
本発明による方法の好ましい発展によれば、信号透過性カバー上のセンサーの検出領域の少なくとも1%の連続領域において、センサーの検出領域内の信号透過性カバーの残りの領域と比べて、センサーシステムにより検出される信号の少なくとも5%のダンピングが生じることにより、信号透過性の低下した領域が特定される。 According to a preferred development of the method according to the invention, a sensor system in a continuous region of at least 1% of the detection area of the sensor on the signal transmission cover as compared to the remaining area of the signal transmission cover within the detection area of the sensor. By causing damping of at least 5% of the signal detected by, a region with reduced signal transmission is identified.
本発明は、本発明による少なくとも1つのセンサーシステムを備える車両、特に自動車に更に関する。センサーシステムは、例えば車両の前部、後部又は側面領域の、例えばバンパー、ラジエーターグリル、ヘッドライト、フロントパネル、リアパネル、リアライト、ルーフピラー、スクリーン、又はエクステリアミラー等のアタッチメントに用いることができる。センサーシステムは、車体外部の開口部に取り付けることができる。好ましくは、センサーシステムは、車両部の表面にシームレスに一体化される。特に好ましくは、外側車体部は、同時にセンサー保護カバーでもある。センサーを車体部品の後ろに位置付けすることは、独立型のセンサーに対していくつかの利点、特に審美的、空気力学的、及び修理上の利点がある。いわゆる先進運転支援システム(ADAS:Advanced Driver Assistance Systems)を有するセンサーシステムが、特に考慮に適している。これらは、例えば、LiDARセンサー、走査型LiDARセンサー、フラッシュLiDARセンサー、近距離検出用から遠距離検出用までのGHz及びTHzレーダー、可視光又は赤外線波長スペクトラム用のカメラである。可能な好ましい応用は、高度に自動化された自律運転のための360度の周囲検出である。別の応用分野として、これらのADASセンサーは、エンドカスタマーに関連する快適機能、例えば非接触でのドア及びテールゲートの開閉のためのシステム等の電子機械的な快適機能、又は例えば照明に基づく快適機能及びディスプレイに基づく快適機能を提供することができる。 The present invention relates further to vehicles, particularly automobiles, comprising at least one sensor system according to the present invention. Sensor systems can be used, for example, in attachments such as bumpers, radiator grilles, headlights, front panels, rear panels, rear lights, roof pillars, screens, or exterior mirrors in the front, rear or side areas of the vehicle. The sensor system can be attached to an opening outside the vehicle body. Preferably, the sensor system is seamlessly integrated on the surface of the vehicle. Particularly preferably, the outer body portion is also a sensor protective cover at the same time. Positioning the sensor behind the body parts has several advantages over the stand-alone sensor, especially aesthetic, aerodynamic, and repair advantages. Sensor systems with so-called Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) are particularly suitable for consideration. These are, for example, LiDAR sensors, scanning LiDAR sensors, flash LiDAR sensors, cameras for GHz and THz radars from short range detection to long range detection, visible light or infrared wavelength spectrum cameras. A possible preferred application is 360 degree ambient detection for highly automated autonomous driving. As another application, these ADAS sensors have end-customer-related comfort features, such as electromechanical comfort features such as systems for opening and closing doors and tailgates in a non-contact manner, or, for example, lighting-based comfort. Comfortable functions based on functions and displays can be provided.
本発明は特に、以下の実施の形態に関する。 The present invention specifically relates to the following embodiments.
第1の実施の形態によれば、本発明は、車両、特に自動車用のセンサーシステム200、300であって、センサーハウジングと、アクティブ又はパッシブセンサー102であって、センサーハウジング内に配置され、放射線検出及びセンサー102に割り当てられた測定デバイスに基づくセンサー技術を有し、センサーハウジングは、センサー102の検出方向に位置する側面にセンサー102用の信号透過性カバー106を有し、信号透過性カバー106の領域内のセンサー102の検出領域は、信号透過性カバー106よりも小さい範囲を有する、センサーとを備え、センサーシステム200、300は、センサー102の放射線を偏向するために、制御デバイスに結合された移動可能な偏向デバイス201がセンサー102に割り当てられ、測定デバイスは、センサー102の検出領域内で、信号透過性カバー106が信号透過性の低下した領域202、302を有するどうか、そしてどの区間に有するかを確認するのに好適であるように設計され、測定デバイスは、偏向デバイス201の制御デバイスと協働して、制御デバイスが偏向デバイス201の位置を、信号透過性の低下した領域202、302がセンサー102の検出領域外となるように変更することができるようにすることを特徴とし、偏向デバイス201は、少なくとも2つの結合された偏向素子201a、201b、301a、301bから構成され、偏向デバイス201、又は偏向素子201a、201b、301a、301bのうちの少なくとも1つは、センサー102の検出領域外の受動位置からセンサー102の検出領域内の能動位置へ移動させることができる、センサーシステムに関する。
According to the first embodiment, the present invention is a
第2の実施の形態によれば、本発明は、第1の実施の形態によるセンサーシステムであって、センサー102は、レーダーセンサー、光センサー、特にレーザー又は発光ダイオードと、画像取得センサーとに基づくLiDARセンサーから選択されることを特徴とする、センサーシステムに関する。
According to the second embodiment, the present invention is a sensor system according to the first embodiment, wherein the
第3の実施の形態によれば、本発明は、第1又は第2の実施の形態によるセンサーシステムであって、センサー102は、送信デバイスと、別個の受信デバイスとを有することを特徴とする、センサーシステムに関する。
According to a third embodiment, the present invention is a sensor system according to a first or second embodiment, wherein the
第4の実施の形態によれば、本発明は、第1~第3の実施の形態のうちの1つによるセンサーシステムであって、偏向デバイス201は、全ての空間方向に移動可能であり、全ての軸を中心に回転可能及び/又は傾斜可能であるように設計されることを特徴とする、センサーシステムに関する。
According to a fourth embodiment, the present invention is a sensor system according to one of the first to third embodiments, wherein the
第5の実施の形態によれば、本発明は、第1~第4の実施の形態のうちの1つによるセンサーシステムであって、偏向デバイス201には、その移動のために電気モーター、圧電素子、又は油圧素子が少なくとも割り当てられることを特徴とする、センサーシステムに関する。
According to a fifth embodiment, the present invention is a sensor system according to one of the first to fourth embodiments, wherein the
第6の実施の形態によれば、本発明は、第1~第5の実施の形態のうちの1つによるセンサーシステムであって、偏向デバイス201は、センサーハウジングの、特に信号透過性カバー106とセンサー102との間に固定されていることを特徴とする、センサーシステムに関する。
According to a sixth embodiment, the present invention is a sensor system according to one of the first to fifth embodiments, wherein the
第7の実施の形態によれば、本発明は、第1~第6の実施の形態のうちの1つによるセンサーシステムであって、偏向デバイス201は、少なくとも1つのミラー、プリズム、補正板、ウェッジウィンドウ、段付レンズ、ブレーズ格子、回折光学素子、ホログラフィック光学素子、又はその組み合わせを含むことを特徴とする、センサーシステムに関する。
According to a seventh embodiment, the present invention is a sensor system according to one of the first to sixth embodiments, wherein the
第8の実施の形態によれば、本発明は、第1~第7の実施の形態のうちの1つによるセンサーシステムであって、少なくとも2つの結合された偏向素子201a、201b、301a、301bは、制御デバイスにより一緒に又は個別に移動可能であるように配置されるか、又は偏向素子201a、201b、301a、301bのうちの少なくとも1つが、センサーシステム内で静止することを特徴とする、センサーシステムに関する。
According to an eighth embodiment, the present invention is a sensor system according to one of the first to seventh embodiments, wherein at least two coupled
第9の実施の形態によれば、本発明は、第8の実施の形態によるセンサーシステムであって、少なくとも2つの結合された偏向素子201a、201b、301a、301bは、制御デバイスによって一緒に移動させることしかできないように設計され、偏向素子201a、201b、301a、301bのうちの少なくとも1つはセンサーシステム内に固定され、静止した偏向素子301bは、信号透過性カバー106の内側に固定されることを特徴とする、センサーシステムに関する。
According to a ninth embodiment, the present invention is a sensor system according to an eighth embodiment, in which at least two coupled
第10の実施の形態によれば、本発明は、第1~第9の実施の形態のうちの1つによるセンサーシステムであって、偏向デバイス201は、事前に選択されたビームオフセット経路を放射線検出に設定することができるか、又はセンサー102の自己較正によって求められたビームオフセット経路を放射線検出に設定することができるように制御することができることを特徴とする、センサーシステムに関する。
According to a tenth embodiment, the present invention is a sensor system according to one of the first to ninth embodiments, wherein the
第11の実施の形態によれば、本発明は、第1~第10の実施の形態のうちの1つによるセンサーシステムであって、信号透過性カバー106が信号透過性の低下した領域202、302を有するかどうか、そしてどの区間に有するかの確認は、測定デバイスに割り当てられた計算ユニットにより行うことができ、計算ユニットは、特にデータ処理プログラムにより動作し、このデータ処理プログラムにより、信号透過性カバー106が信号透過性の低下した領域202、302を有するかどうか、そしてどの区間に有するかの確認が、同一のセンサー102又は異なるセンサーを用いた差分画像検出により行われ、異なるセンサーを用いる場合にはセンサー融合が好ましくは用いられることを特徴とする、センサーシステムに関する。
According to the eleventh embodiment, the present invention is a sensor system according to one of the first to tenth embodiments, wherein the
第12の実施の形態によれば、本発明は、第1~第11の実施の形態のうちの1つによるセンサーシステムであって、測定デバイス及び制御デバイスは、センサーハウジングの内側又は外側に互いに独立して位置付けされることを特徴とする、センサーシステムに関する。 According to a twelfth embodiment, the present invention is a sensor system according to one of the first to eleventh embodiments, in which the measuring device and the control device are located inside or outside the sensor housing. It relates to a sensor system characterized by being positioned independently.
第13の実施の形態によれば、本発明は、第1~第12の実施の形態のうちの1つによるセンサーシステムであって、測定デバイスは、偏向デバイス201の位置を、信号透過性の低い領域202、302がセンサー102の検出領域外となるように変更することができない場合にエラー信号を出力できるように設計されることを特徴とする、センサーシステムに関する。
According to a thirteenth embodiment, the present invention is a sensor system according to one of the first to twelfth embodiments, in which the measuring device determines the position of the
第14の実施の形態によれば、本発明は、第1~第13の実施の形態のうちの1つによるセンサーシステムであって、センサーシステム200、300は、信号透過性カバー106が信号透過性の低下した領域202、302を有するかどうか、そしてどの区域に有するかの確認は、センサーシステム200、300に電源を投入したとき、及び/又は自由に選択可能な時間間隔で行うことができるように設計されることを特徴とする、センサーシステムに関する。
According to the fourteenth embodiment, the present invention is a sensor system according to one of the first to thirteenth embodiments, and in the
第15の実施の形態によれば、本発明は、第1~第14の実施の形態のうちの1つによるセンサーシステムであって、好ましくはハウジングカバーの横方向の内壁まで延びる信号透過性の内側保護カバーが、センサー102と信号透過性カバー106との間に設けられ、偏向デバイスは、特に好ましくは、内側保護カバーとセンサー102との間に位置することを特徴とする、センサーシステムに関する。
According to a fifteenth embodiment, the invention is a sensor system according to one of the first to fourteenth embodiments, preferably of signal transmission extending to the lateral inner wall of the housing cover. With respect to a sensor system, an inner protective cover is provided between the
第16の実施の形態によれば、本発明は、第1~第15の実施の形態のうちの1つによるセンサーシステムであって、信号透過性カバー106及び/又は信号透過性の内側保護カバー302は透明プラスチック又はガラスから構成され、透明プラスチックは特にポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタラート、三酢酸セルロース、非晶質ポリアミド、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコールから、又はこれらの混合物若しくはコポリマーから選択され、透明プラスチックは、好ましくはポリカーボネート又はポリメタクリル酸メチルであることを特徴とする、センサーシステムに関する。
According to a sixteenth embodiment, the present invention is a sensor system according to one of the first to fifteenth embodiments, the
第17の実施の形態によれば、本発明は、自動車用のセンサーシステム200、300を動作させる方法であって、センサーシステムは、センサーハウジングと、アクティブ又はパッシブセンサー102であって、センサーハウジング内に配置され、放射線検出及びセンサー102に割り当てられた測定デバイスに基づくセンサー技術を有し、センサーハウジングは、センサー102の検出方向に位置する側面にセンサー102用の信号透過性カバー106を有し、信号透過性カバー106の領域内のセンサー102の検出領域は、信号透過性カバー106よりも小さい範囲を有する、センサーとを備え、当該方法は、センサー102の放射線を偏向するために、制御デバイスに結合された移動可能な偏向デバイス201がセンサー102に割り当てられ、測定デバイスにより、信号透過性カバー106が信号透過性の低下した領域202、302を有するかどうか、そしてセンサー102の検出領域のどの区間に有するかの確認が行われ、信号透過性の低下した領域202、302が検出された場合、偏向デバイス201の位置は、制御デバイスにより、信号透過性の低下した領域202、302がセンサー102の検出領域外となるように変更されることを特徴とし、偏向デバイス201は、少なくとも2つの結合された偏向素子201a、201b、301a、301bから構成され、偏向デバイス201、又は偏向素子201a、201b、301a、301bのうちの少なくとも1つは、センサー102の検出領域外の受動位置からセンサー102の検出領域内の能動位置へ移動させることができる、方法に関する。
According to a seventeenth embodiment, the present invention is a method of operating
第18の実施の形態によれば、本発明は、第17の実施の形態による方法であって、信号透過性カバー106上のセンサー102の検出領域の少なくとも1%の連続領域において、センサー102の検出領域内の信号透過性カバー106の残りの領域と比べて、センサーシステムによって検出すべき信号の少なくとも5%の減衰が生じることにより、信号透過性の低下した領域202、302が特定されることを特徴とする、方法に関する。
According to the eighteenth embodiment, the present invention is the method according to the seventeenth embodiment, in which at least 1% of the continuous region of the detection region of the
第19の実施の形態によれば、本発明は、第1~第16の実施の形態のうちの1つによる、少なくとも1つのセンサーシステム200、300を備える車両、特に自動車に関する。
According to a nineteenth embodiment, the present invention relates to a vehicle, particularly an automobile, comprising at least one
本発明を、図1~図3bに基づき更に詳細に説明する。 The present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 3b.
図1において、自動車用のセンサーシステム101を横断面図で概略的に示す。センサーシステム101はLiDARセンサーである。センサーシステム101は、センサーハウジング110と、その中に配置されたセンサー102とを備え、センサー102は、検出領域108、109によって画定される検出角107を有する送信機103及び受信機104からなる。センサー102は、この場合に、飛行時間測定を有するレーザーセンサーとして設計される。測定デバイス105が、センサー信号を処理するためにセンサー102に割り当てられる。センサーハウジング110は、センサーの検出方向に位置する側面にセンサー102用の信号透過性カバー106を有する。
In FIG. 1, a
図2aは、本発明によるセンサーシステム200を示す。これは、2つの偏向素子201a及び201bを有する水平移動可能な偏向デバイス201を含み、当該水平移動可能な偏向デバイス201により、信号を損なう損傷202がポリカーボネートの信号透過性カバー106上で検出されると直ちに、センサー102の信号経路を変更することができる。信号を損なう損傷202は、センサー102の検出領域の第1の部分203aに影響するため、センサー102は、第2の副区間でしか信号を送受信することができない。偏向デバイス201は、ここでは受動位置、すなわちセンサー102の送受信領域外にある。
FIG. 2a shows the
図2bには、センサー102の信号経路203bが損傷202のそばを通り、よってセンサー102がその検出角全体にわたって再び機能する領域内へ偏向デバイス201を水平移動した後の図2aのセンサーシステム200を示す。
FIG. 2b shows the
図3a及び図3bは、本発明によるセンサーシステム300の更なる実施形態を示す。主な違いは、ここに示すセンサーシステム300が、空間的に離れた偏向デバイスを備えることであり、当該偏向デバイスは、移動可能な第1の偏向素子301aと、信号透過性カバー106の内側に取り付けられた静止した第2の偏向素子301bとを有する。したがって、第1の偏向素子301a及び第2の偏向素子301bは共に偏向デバイスを形成する。図3aにおいて、第1の偏向素子301aは受動位置、すなわちセンサー102の放射及び受信範囲外にある。ここでは、センサー102の信号経路303aは、信号を損なう損傷302により妨害されている。
3a and 3b show a further embodiment of the
図3bでは、移動可能な第1の偏向素子301aは、その受動位置から能動位置、すなわちセンサー102の信号経路内へ移動されている。その結果、新たな信号経路303bが設定されるため、信号は、移動可能な第1の偏向素子301a及び静止した第2の偏向素子301bを介して、信号を損なう損傷302を通り過ぎる。
In FIG. 3b, the movable
101 センサーシステム(従来技術)
102 センサー
103 送信機
104 受信機
105 測定デバイス
106 信号透過性カバー
107 検出角
108 検出領域
109 検出領域
110 センサーハウジング
200 センサーシステム(本発明)
201 水平移動可能な偏向デバイス
201a 第1の偏向素子
201b 第2の偏向素子
202 信号を損なう損傷
203a 妨害されている信号経路
203b 妨害されていない信号経路
300 センサーシステム(本発明)
301a 移動可能な偏向素子
301b 第2の固定偏向素子
302 信号を損なう損傷
303a 妨害されている信号経路
303b 妨害されていない信号経路
101 Sensor system (conventional technology)
102
201 Horizontally
301a
Claims (17)
センサーハウジングと、
アクティブ又はパッシブセンサー(102)であって、前記センサーハウジング内に配置され、放射線検出及び該センサー(102)に割り当てられた測定デバイスに基づくセンサー技術を有し、前記センサーハウジングは、該センサー(102)の前記検出方向に位置する側面に該センサー(102)用の信号透過性カバー(106)を有し、該信号透過性カバー(106)の前記領域内の該センサー(102)の前記検出領域は、該信号透過性カバー(106)よりも小さい範囲を有する、センサーと、
を備え、
前記センサー(102)の前記放射線を偏向するために、制御デバイスに結合された移動可能な偏向デバイス(201)が該センサー(102)に割り当てられ、前記測定デバイスは、該センサー(102)の前記検出領域内で、前記信号透過性カバー(106)が信号透過性の低下した領域(202、302)を有するどうか、そしてどの区間に有するかを確認するのに好適であるように設計され、該測定デバイスは、前記偏向デバイス(201)の前記制御デバイスと協働して、該制御デバイスが該偏向デバイス(201)の前記位置を、前記信号透過性の低下した領域(202、302)が前記センサー(102)の前記検出領域外となるように変更することができるようにすることを特徴とし、
前記偏向デバイス(201)は、少なくとも2つの結合された偏向素子(201a、201b、301a、301b)から構成され、
前記偏向デバイス(201)、又は前記偏向素子(201a、201b、301a、301b)のうちの少なくとも1つは、前記センサー(102)の前記検出領域外の受動位置から該センサー(102)の該検出領域内の能動位置へ移動させることができる、センサーシステム。 Sensor systems (200, 300) for vehicles, especially automobiles,
With the sensor housing
An active or passive sensor (102) having sensor technology based on a measuring device located within the sensor housing and assigned to the sensor (102), the sensor housing is the sensor (102). ), The signal transmission cover (106) for the sensor (102) is provided on the side surface located in the detection direction, and the detection area of the sensor (102) in the region of the signal transmission cover (106). Has a smaller range than the signal transmissive cover (106), the sensor and
Equipped with
In order to deflect the radiation of the sensor (102), a movable deflection device (201) coupled to the control device is assigned to the sensor (102), and the measurement device is the said of the sensor (102). Within the detection area, the signal transmission cover (106) is designed and designed to be suitable for checking whether or not the signal transmission cover (106) has a region (202, 302) with reduced signal transmission, and in which section the signal transmission cover (106) has the reduced signal transmission. The measuring device cooperates with the control device of the deflection device (201), and the control device places the position of the deflection device (201) in the region (202, 302) where the signal transmission is reduced. It is characterized in that it can be changed so as to be outside the detection area of the sensor (102).
The deflection device (201) is composed of at least two coupled deflection elements (201a, 201b, 301a, 301b).
At least one of the deflection device (201) or the deflection element (201a, 201b, 301a, 301b) is the detection of the sensor (102) from a passive position outside the detection region of the sensor (102). A sensor system that can be moved to an active position within the area.
前記センサー(102)の前記放射線を偏向するために、制御デバイスに結合された移動可能な偏向デバイス(201)が該センサー(102)に割り当てられ、前記測定デバイスは、前記信号透過性カバー(106)が信号透過性の低下した領域(202、302)を有するかどうか、そして前記センサー(102)の前記検出領域のどの区間に有するかを確認するために用いられ、信号透過性の低下した領域(202、302)が検出された場合、前記偏向デバイス(201)の前記位置は、前記制御デバイスにより、前記信号透過性の低下した領域(202、302)が前記センサー(102)の前記検出領域外となるように変更されることを特徴とし、
前記偏向デバイス(201)は、少なくとも2つの結合された偏向素子(201a、201b、301a、301b)から構成され、
前記偏向デバイス(201)、又は前記偏向素子(201a、201b、301a、301b)のうちの少なくとも1つは、前記センサー(102)の前記検出領域外の受動位置から該センサー(102)の該検出領域内の能動位置へ移動させることができる、方法。 A method of operating an automotive sensor system (200, 300), the sensor system being a sensor housing and an active or passive sensor (102), located within the sensor housing, for radiation detection and said. Having sensor technology based on a measuring device assigned to the sensor (102), the sensor housing has a signal transmissive cover (106) for the sensor (102) on the side surface of the sensor (102) located in the detection direction. The detection region of the sensor (102) within the region of the signal transmission cover (106) comprises a sensor having a smaller range than the signal transmission cover (106). The method is
In order to deflect the radiation of the sensor (102), a movable deflection device (201) coupled to the control device is assigned to the sensor (102) and the measurement device is the signal transmission cover (106). ) Has a region with reduced signal transmission (202, 302), and a region with reduced signal transmission, which is used to confirm in which section of the detection region of the sensor (102). When (202, 302) is detected, the position of the deflection device (201) is such that the region (202, 302) where the signal transmission is reduced by the control device is the detection region of the sensor (102). Characterized by being changed to be outside
The deflection device (201) is composed of at least two coupled deflection elements (201a, 201b, 301a, 301b).
At least one of the deflection device (201) or the deflection element (201a, 201b, 301a, 301b) is the detection of the sensor (102) from a passive position outside the detection region of the sensor (102). A method that can be moved to an active position within the region.
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